Video đầu tiên quay lại cảnh hai nguyên tử liên kết với nhau, thì ra cả vũ trụ đã hình thành như thế này đây

Video đầu tiên quay lại cảnh hai nguyên tử liên kết với nhau, thì ra cả vũ trụ đã hình thành như thế này đây
Theo: zknight Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Đó là một khoảnh khắc kỳ diệu, khi hai nguyên tử chơi trò chơi đuổi bắt rồi ôm chầm lấy nhau.

Nếu các nguyên tử không liên kết với nhau, mọi thứ trong vũ trụ sẽ không thể tồn tại. Mặt Trời, Trái Đất, động vật, thực vật và cả con người chúng ta - tất cả đều khởi nguồn từ một quá trình hóa học duy nhất: Đó là khi hai nguyên tử liên kết với nhau để tạo thành mọi thứ mà chúng ta gọi là "vật chất".

Thế nhưng, một sự thật phũ phàng là cho tới gần đây, chưa từng có ai quan sát tận mắt thấy quá trình hai nguyên tử liên kết lại với nhau. Ngay cả các nhà vật lý với những thấu kính hiển vi hiện đại nhất cũng bất lực trong việc ghi lại khoảnh khắc xảy ra trên quy mô 0,2 nm này. Để hình dung, đó là một kích thước nhỏ hơn nửa triệu lần so với đường kính sợi tóc người.

Phải cho tới tận hôm nay, một nghiên cứu trên tạp chí Science Advances mới lần đầu tiên công bố một đoạn video ngắn ghi lại khoảnh khắc lịch sử đó. Các nhà khoa học cho biết họ đã sử dụng một hệ kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) để quay lại quá trình hai nguyên tử liên kết với nhau trong thời gian thực.

Và đây là khoảnh khắc kỳ diệu, khi hai nguyên tử chơi trò chơi đuổi bắt rồi ôm chầm lấy nhau:

Lần đầu tiên các nhà khoa học quay lại được cảnh hai nguyên tử liên kết với nhau

Quay phim các nguyên tử trong thời gian thực

Đoạn video dài 18 giây cho thấy cảnh hai nguyên tử đang nhảy múa cùng nhau trong một ống carbon rỗng. Nhưng dần dần, chúng càng tiến sát lại gần nhau hơn, trước khi hai đốm nhỏ đột nhiên hợp nhất thành một.

Quay cuồng trong vũ điệu của mình, phân tử hợp nhất liên tục biến dạng, nhảy nhót qua các góc khác nhau cho đến khi liên kết bị phá vỡ, các nguyên tử lại tách rời ra xa. 

Nhưng sợi dây gắn kết giữa chúng dường như không thể bị đứt lìa. Chỉ sau một khoảnh khắc tách rời, hai nguyên tử lại kết hợp trở lại một lần nữa. Chúng liên tục tách ra rồi lại hợp nhất trong vũ điệu sinh động của mình.

Quay lại được cảnh các nguyên tử liên kết với nhau là một kỳ công khoa học mà trước đây chưa ai từng có thể thực hiện được. Để có được đột phá này, các nhà khoa học đã phải nhốt một cặp nguyên tử rhenium - một nguyên tố kim loại nặng - trong các ống nano carbon vô cùng hẹp. 

Những ống carbon này có đường kính xuống tới quy mô phân tử, chỉ rộng khoảng 1-2nm. Chúng đóng vai trò như một ống nghiệm thu nhỏ và cũng là phim trường cho các nguyên tử thể hiện vai diễn của mình.

Toàn bộ quá trình được quay phim lại dưới một ống kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Đó là một kỹ thuật sử dụng chùm tia electron năng lượng cao bắn xuyên qua mẫu vật, và thu hồi tất cả các electron đâm xuyên, phản xạ hoặc tán xạ từ mẫu vật để tái tạo hình ảnh.

"Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là lần đầu tiên các quá trình nguyên tử quay lượn, tách rời và hình thành [phân tử] được quay phim lại", giáo sư Andrei Khlobystov đến từ Đại học Nottingham, và là một trong những tác giả chính của nghiên cứu cho biết.

Video đầu tiên quay lại cảnh hai nguyên tử liên kết với nhau, thì ra cả vũ trụ đã hình thành như thế này đây - Ảnh 2.

Hai nguyên tử rhenium được thả vào một ống nano carbon để cùng nhau "nhảy múa".

Tại sao các nguyên tử phải liên kết với nhau?

Chúng ta biết rằng các nguyên tử khó có thể đứng một mình trong vũ trụ. Ngay cả các phân tử nhẹ nhất là không khí, chúng cũng phải liên kết các nguyên tử lại với nhau để tạo thành phân tử. 

Khi một nguyên tử oxy (O) đứng một mình, nó sẽ phải tìm đến kết cặp với một nguyên tử oxy khác để tạo thành phân tử oxy (O2), hoặc một phân tử oxy để tạo thành ozone (O3), hoặc với bất kỳ hợp chất nào khác để tạo thành oxyt.

Các nguyên tử bắt buộc phải liên kết với nhau để tăng tính ổn định và giảm năng lượng của bản thân chúng. Các nguyên tử đứng một mình luôn ở trạng thái năng lượng cao nên khó tồn tại bền vững. Một nguyên tử tích điện dương khi đó sẽ muốn tìm một nguyên tử tích điện âm hoặc ngược lại để tạo thành một phân tử ổn định hơn với những tính chất độc đáo.

Nhưng để có thể liên kết, các nguyên tử trước tiên phải chia sẻ các electron và đạt được sự cân bằng giữa lực kéo dương và âm được tạo ra bởi hạt nhân và electron của chúng.

Như đoạn video được quay lại đã cho thấy, khi hai nguyên tử liên kết với nhau, chúng đã cùng đi dọc theo hành lang hẹp của chiếc ống nghiệm carbon. Tuy nhiên, tại một số thời điểm, liên kết của chúng vẫn gián đoạn khi chiều dài của nó vượt quá kích thước của các nguyên tử.

Liên kết giữa các nguyên tử thay đổi khi môi trường xung quanh chúng thay đổi. Trong trường hợp này, nó trở nên yếu hơn khi các nguyên tử di chuyển theo cặp dọc xuống ống nano, các nhà nghiên cứu viết.

Hai nguyên tử khi đó sẽ tách rời và trở nên độc lập một lần nữa, nhưng sau đó chúng lại được kéo về với nhau và tái hình thành phân tử. 

Video đầu tiên quay lại cảnh hai nguyên tử liên kết với nhau, thì ra cả vũ trụ đã hình thành như thế này đây - Ảnh 3.

Đây là lần đầu tiên các quá trình nguyên tử quay lượn, tách rời và gắn kết được quay phim lại.

Đối với chúng ta mà nói, việc các nguyên tử kết cặp với nhau là một điều tốt. Bởi nó sẽ giúp hạn chế năng lượng mà chúng gây ra và tác động lên sự sống xung quanh.

Ở ngoài không gian, khi các phân tử thường bị tia vũ trụ chia tách, nhiều phản ứng sẽ xảy ra hết sức mãnh liệt, điển hình là oxy nguyên tử ăn mòn các vỏ tàu không gian, dần dần khiến chúng hỏng hóc và biến thành những khối rác vũ trụ không hơn không kém.

Tham khảo Inverse

Các nhà khoa học ngày một hứng thú với động cơ warp, thứ công nghệ "bóp méo" không gian cho phép ta du hành với tốc độ ánh sáng

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Các nhà khoa học ngày một hứng thú với động cơ warp, thứ công nghệ "bóp méo" không gian cho phép ta du hành với tốc độ ánh sáng
Điều kì lạ là động cơ này có thể khả thi và dường như không vi phạm các quy tắc vật lý.

Sức mạnh công nghệ đã giúp Hàn Quốc kiểm soát được Covid-19 rất tốt như thế nào

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Sức mạnh công nghệ đã giúp Hàn Quốc kiểm soát được Covid-19 rất tốt như thế nào
Từ việc "tụt hạng" khỏi vị trí ổ dịch lớn thứ hai thế giới cùng tỷ lệ tử vong thấp đáng kinh ngạc, ta thấy rõ sức mạnh của nền y tế Hàn Quốc. Họ làm được điều đó là nhờ công nghệ.

Khoa học chứng minh: Dân văn phòng nên quỳ hoặc ngồi xổm khi làm việc vì lý do sau

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Khoa học chứng minh: Dân văn phòng nên quỳ hoặc ngồi xổm khi làm việc vì lý do sau
Một nghiên cứu gần đây cho thấy quỳ hoặc ngồi xổm trên sàn nhà có thể mang lại kết quả tích cực hơn, giúp cải thiện sức khỏe cho nhiều người, đặc biệt là dân văn phòng.

Các nhà khoa học Châu Âu dự đoán một nửa bãi biển hiện tại sẽ biến mất vào cuối thế kỷ này

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Các nhà khoa học Châu Âu dự đoán một nửa bãi biển hiện tại sẽ biến mất vào cuối thế kỷ này
Biến đổi khí hậu đã và đang là một mối hiểm họa cho nhân loại. Và vì nó, các bãi biển sẽ mất đi một nửa chỉ trong vòng 80 năm.

Biến đổi khí hậu nghiêm trọng đến nỗi gấu đang ngủ đông chợt tỉnh dậy sớm cả 2 tháng

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Biến đổi khí hậu nghiêm trọng đến nỗi gấu đang ngủ đông chợt tỉnh dậy sớm cả 2 tháng
Những con gấu trên toàn thế giới đang thức tỉnh khỏi chế độ ngủ đông sớm hơn một tháng so với thường lệ do biến đổi thời tiết.

Loạt tượng đá bí ẩn khiến các nhà khoa học đặt ra giả thuyết: Phải chăng con người đã sống cùng thời với khủng long?

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Loạt tượng đá bí ẩn khiến các nhà khoa học đặt ra giả thuyết: Phải chăng con người đã sống cùng thời với khủng long?
Cách đây 76 năm, 33 nghìn bức tượng đất nung được tìm thấy tại Mexico, vốn được coi là bằng chứng tiêu biểu cho giả thuyết khủng long từng chung sống cùng loài người thời tiền sử.

Tổ tiên của loài người đã từng gây ra sự tuyệt chủng của động vật từ 4 triệu năm về trước

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Tổ tiên của loài người đã từng gây ra sự tuyệt chủng của động vật từ 4 triệu năm về trước
Không chỉ hoạt động của nhân loại ngày nay mới gây ra những sự tuyệt chủng của đông vật, mới đây các nhà khoa học đã chỉ ra rằng tổ tiên của chúng ta thời tiền sử cũng từng gây ra những sự tuyệt chủng của các loài động vật khác.

Vibranium vs. Adamantium: Trong vũ trụ Marvel, kim loại nào đáng giá hơn?

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Vibranium vs. Adamantium: Trong vũ trụ Marvel, kim loại nào đáng giá hơn?
Trong bài viết này sẽ chỉ ra năm ưu điểm cho mỗi loại chất nhằm cho thấy rằng đâu mới thực sự là loại kim loại đáng giá nhất.

Các nhà cổ sinh vật học phát hiện ra chất béo trên cơ thể của thằn lằn cá từ 180 triệu năm trước

tinybook tinybook 3 tuần 15 giờ
Các nhà cổ sinh vật học phát hiện ra chất béo trên cơ thể của thằn lằn cá từ 180 triệu năm trước
Chất béo là thứ luôn tồn tại trên cơ thể của động vật, nhưng trên thực tế chúng rất dễ phân hủy và không thể tồn tại dưới dạng hóa thạch như xương, nhưng gần đây các nhà cổ sinh vật học gần đây đã tìm thấy dấu vết của chất béo trên hóa thạch của loài thằn lằn cá tại Đức. Phát hiện này sẽ nâng cao nhận thức của chúng ta về loài thằn lằn cá.

Leedsichthys: "Máy hút bụi" của biển cả Kỷ Jura từng bị hiểu nhầm là khủng long

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
Leedsichthys: "Máy hút bụi" của biển cả Kỷ Jura từng bị hiểu nhầm là khủng long
Leedsichthys là một loài cá khổng lồ của họ Pachycormidae, một nhóm cá xương Đại Trung Sinh đã sinh sống ở các đại dương giữa kỷ Jura.

Nghiên cứu mới: hoa có thể nghe và tiếng vỗ cánh của ong khiến mật ngọt hơn

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
Nghiên cứu mới: hoa có thể nghe và tiếng vỗ cánh của ong khiến mật ngọt hơn
Dựa theo các nhà khoa học, những bông hoa có thể lắng nghe loài ong đến và khiến mật của chúng ngọt hơn để dụ dỗ các chú ong đến thụ phấn.

Nghiên cứu mới: Virus SARS-CoV-2 từ tự nhiên, không phải từ phòng thí nghiệm

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Nghiên cứu mới: Virus SARS-CoV-2 từ tự nhiên, không phải từ phòng thí nghiệm
Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc chỉ ra rằng virus corona chủng mới sinh ra từ các sự kiện tái kết hợp trong tự nhiên, không phải từ phòng thí nghiệm

Dự án bí mật 'Roadrunner' của Tesla lộ diện: Sản xuất hàng loạt những viên pin dung lượng lớn với giá 100$ cho mỗi kWh

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Dự án bí mật Roadrunner của Tesla lộ diện: Sản xuất hàng loạt những viên pin dung lượng lớn với giá 100$ cho mỗi kWh
Dự án này được Tesla kỳ vọng sẽ giúp làm giảm giá thành của những viên pin được trang bị cho những chiếc xe ô tô điện, từ đó giúp chúng cạnh tranh tốt hơn về giá với những chiếc ô tô đổ xăng truyền thống.

Dựng được cấu trúc điện tử của benzen, hợp chất với electron tồn tại ở 126 chiều khác nhau

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Dựng được cấu trúc điện tử của benzen, hợp chất với electron tồn tại ở 126 chiều khác nhau
Bài toán khó đã làm khoa học đau đầu bao năm nay đã có lời giải, tạo nên bước đột phá trong ngành quang điện tử học.

Luôn treo mình lộn ngược trên cây như loài dơi, đây nhất định là loài thằn lằn bay cổ đại kỳ lạ nhất từng tồn tại ở Trung Quốc

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Luôn treo mình lộn ngược trên cây như loài dơi, đây nhất định là loài thằn lằn bay cổ đại kỳ lạ nhất từng tồn tại ở Trung Quốc
Với cái miệng phẳng, đôi mắt to và treo mình lộn ngược trên cây, Vesperopterylus đích thị là loài thằn lằn bay cổ đại kỳ lạ nhất từng tồn tại trên Trái Đất.

Úc sản xuất loại pin “thích” nhiệt và không bao giờ phát nổ

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Úc sản xuất loại pin “thích” nhiệt và không bao giờ phát nổ
Một đại học của Úc vừa chế tạo nguyên mẫu pin kim loại lithium khá thú vị, ngược hẳn với pin lithium ngày nay.

Sử dụng sóng và ánh sáng, các nhà khoa học thực hiện truyền dữ liệu với tốc độ lên tới 100Gb/s

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Sử dụng sóng và ánh sáng, các nhà khoa học thực hiện truyền dữ liệu với tốc độ lên tới 100Gb/s
Tia terahertz có thể dịch chuyển dữ liệu gấp 1000 lần mạng 100 megabit thông thường.

10 nhân vật có khả năng tự hồi máu mạnh nhất Marvel, hai "bố con" Wolverine còn chưa chạm tới top 5

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
10 nhân vật có khả năng tự hồi máu mạnh nhất Marvel, hai "bố con" Wolverine còn chưa chạm tới top 5
Chúng ta sẽ điểm qua một vài nhân vật với những khả năng đặc biệt trong đó bao gồm cả Healing Factor để xem nhân vật nào của Marvel là người có khả năng hồi phục vết thương tốt nhất.

Chuyện ít biết về người vợ liều lĩnh của Benz: Không có bà thì không có Mercedes-Benz và càng không có ô tô hiện đại như ngày nay

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Chuyện ít biết về người vợ liều lĩnh của Benz: Không có bà thì không có Mercedes-Benz và càng không có ô tô hiện đại như ngày nay
Chuyện ít biết về người vợ liều lĩnh của Benz: Không có bà thì không có Mercedes-Benz và càng không có ô tô hiện đại như ngày nay

Sự tuyệt chủng của những loài động vật có vú lớn tại Bắc Mỹ đã mang tới hậu quả gì?

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Sự tuyệt chủng của những loài động vật có vú lớn tại Bắc Mỹ đã mang tới hậu quả gì?
Sự tuyệt chủng của voi ma mút và hổ răng kiếm trong quá khứ dường như không gây ra sự sụp đổ của hệ sinh thái Bắc Mỹ nhưng hậu quả sau đó là gì thì không phải ai cũng biết.

Nghiên cứu mới cho rằng Mặt trời có thể là nguyên nhân khiến cá voi xám chết vì mắc cạn

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Nghiên cứu mới cho rằng Mặt trời có thể là nguyên nhân khiến cá voi xám chết vì mắc cạn
Cụ thể, theo nghiên cứu mới này, rất có thể những cơn bão mặt trời đã khiến cho khả năng định vị phương hướng của cá voi gặp vấn đề, khiến cho chúng bị mắc cạn.

Các nhà khoa học phát triển thành công loại pin lithium không bao giờ phát nổ dù có quá nhiệt

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Các nhà khoa học phát triển thành công loại pin lithium không bao giờ phát nổ dù có quá nhiệt
Loại pin lithium này có thể hoạt động ngay cả ở nhiệt độ cao mà không bị phát nổ. Đây chắc chắn là một thành tựu ấn tượng và rất quan trọng để ứng dụng trên smartphone hay xe điện.

Chip AI mới cho phép mắt nhân tạo phân tích xong hình ảnh chỉ trong vài nano giây

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Chip AI mới cho phép mắt nhân tạo phân tích xong hình ảnh chỉ trong vài nano giây
Công nghệ mới sẽ là trợ thủ đắc lực cho machine vision.

Bí ẩn về những cỗ quan tài di chuyển ở đảo Barbados

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Bí ẩn về những cỗ quan tài di chuyển ở đảo Barbados
Khi mọi người mở nắp ngôi mộ ở Barbados, họ đã cảm thấy sững sờ bởi những chiếc quan tài trong đó đều được đặt lại một cách bất thường, như thể chúng bị một lực lượng nào đó di chuyển.

Nhóm nghiên cứu MIT tuyên bố tìm ra cách thức "đánh chặn" thiên thạch hiệu quả nhất

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Nhóm nghiên cứu MIT tuyên bố tìm ra cách thức "đánh chặn" thiên thạch hiệu quả nhất
Chúng ta thật may mắn vì thông minh hơn khủng long.

Túp lều tranh không tường rách nát ở San Francisco được rao bán với giá 2 triệu USD

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Túp lều tranh không tường rách nát ở San Francisco được rao bán với giá 2 triệu USD
Được biết, miếng đất có túp lều này chỉ rộng chưa đến 60m vuông, và bản thân túp lều thì trong tình trạng “không thể ở được”.

Tại sao côn trùng từ bỏ cơ thể to lớn thời tiền sử của chúng mà ngày càng thu nhỏ dần?

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Tại sao côn trùng từ bỏ cơ thể to lớn thời tiền sử của chúng mà ngày càng thu nhỏ dần?
Côn trùng khổng lồ luôn là nguồn nhiên liệu phong phú cho các bộ phim khoa học viễn tưởng, và thực tế đã có những thời kỳ đạt được kích thước siêu to khổng lồ.

Hiểm họa tương lai: AI không chỉ lấy mất việc làm của con người, nó còn trực tiếp ngăn người lao động tìm việc

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Hiểm họa tương lai: AI không chỉ lấy mất việc làm của con người, nó còn trực tiếp ngăn người lao động tìm việc
Thời thế thay đổi: trước khi được ngồi đối diện với cặp “mắt xanh” của nhà tuyển dụng, các em phải lọt được “mắt thần” của trí tuệ nhân tạo.

Tạm gác Avengers sang một bên, đây là 10 con vật mạnh nhất vũ trụ Marvel

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Tạm gác Avengers sang một bên, đây là 10 con vật mạnh nhất vũ trụ Marvel
Không chỉ có các nhân vật mang hình hài con người, thậm chí là các con vật cũng được các họa sĩ biến hóa thành những sinh vật với những khả năng không tưởng trong vũ trụ của Marvel

Các nhà khoa học cuối cùng cũng khám phá được bí ẩn của vật chất tối trong vũ trụ

tinybook tinybook 3 tuần 5 ngày
Các nhà khoa học cuối cùng cũng khám phá được bí ẩn của vật chất tối trong vũ trụ
Các nhà khoa học vừa tìm ra được một loại hạt, mà có thể là nguồn gốc của vật chất tối trong vũ trụ.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat